Автоматика для скважинного насоса схемы монтажа и принцип работы

Как установить и подключить автоматику на скважину

Скважина – распространенный источник водоснабжения частных домов. Подъем жидкости с глубины и наполнение магистрали обеспечивает насос. Частые циклы включения и отключения агрегата приводят к износу деталей. Для организации безопасного режима работы устанавливается блок управления скважинным насосом.

1. Назначение автоматики для скважины
2. Основные компоненты блока управления:
3. Виды и устройство автоматики
4. Первое поколение
5. Второе поколение
6. Третье поколение
7. Принцип работы
8. Критерии выбора
9. Особенности монтажа и подключения
10. Настройка
11. Преимущества и недостатки использования автоматики

Назначение автоматики для скважины

Блок управления контролирует циклы включения и выключения насоса, защищает от перегрева и гидроударов

Автоматические устройства управления погружными насосами служат для контроля их работы и защиты от нестандартных ситуаций. Электронные или механические приборы поддерживают в водопроводной сети параметры давления, выставленные потребителем. При возникновении аварийных ситуаций в виде перепадов напряжения или отсутствия воды автоматика предотвращает поломку дорогостоящего агрегата.

Основные компоненты блока управления:

• Реле давления – обеспечивает включение и выключение насоса в соответствии с настройкой минимального и максимального порога давления в водопроводной системе. Контроллер может оборудоваться манометром и датчиком «сухого хода».
• Поплавковый выключатель – устанавливается на насос, применяется для контроля уровня жидкости.
• Гидроаккумулятор – герметичная металлическая емкость с эластичной мембраной внутри, в которую закачивается вода. Часть бака заполняется воздухом под давлением. Прибор необходим для поддержания стабильного напора.
• Пресс-контроль или реле потока – устройство имеет обратный клапан, служит для включения насоса при падении давления. Прибор отключает агрегат при отсутствии жидкости («сухом ходе»). Используется в системе без гидроаккумулятора.

Автоматика реагирует на изменение физических показателей жидкости: давление, скорость потока. Специальные реле контролируют скачки напряжения, защищают обмотки двигателя от перегрева.

Виды и устройство автоматики

Автоматика первого поколения

По степени автоматизации управляющие блоки делят на три поколения.

Первое поколение

Широкое применение получил простейший тип автоматики для скважинного насоса с гидроаккумулятором и реле давления. Он доступен для самостоятельного монтажа и обслуживания. Приборы контроля совместимы с погружными и поверхностными агрегатами. Размер накопительного бака зависит от общего потребления воды. Подача электричества к помпе осуществляется через реле давления. При падении напора в системе контакты замыкаются, включается насос. Он функционирует до верхнего порога давления. Цикл регулярно повторяется. Гидроаккумулятор сокращает количество включений агрегата, компенсирует гидроудары.

Второе поколение

Блоки управления второго поколения

Автоматическое управление осуществляется блоком с набором датчиков. Его основой является пресс-контроль. Прибор обеспечивает регулировку подачи и давления воды в системе. При аварии отключает насос, выполняет автоматический перезапуск. Электронный регулятор принимает сигналы от датчиков в трубопроводе. Устройство работает тихо, не требует обслуживания. Прибор устанавливается до первой точки водоразбора. На корпусе имеется стрелка, показывающая направление движения жидкости. Блоки работают без гидроаккумулирующих баков.

Третье поколение

Частотный преобразователь для скважинного насоса

Системы автоматики последнего поколения контролируют скорость вращения двигателя насоса. Она выходит на рабочую мощность только при значительном расходе воды. Осуществляется плавный пуск, медленно вырабатывается ресурс механизма, экономится электроэнергия. Такие приборы являются частотными преобразователями. Автоматика имеет тонкие настройки, обеспечивает надежную защиту двигателя от неполадок в электрической сети. Напор в системе остается неизменным при одновременном включении нескольких точек потребления. Для компенсации утечек рекомендуется установка бака на 2 л. Стоимость частотного преобразователя значительно выше остальной автоматики, она составляет 17-35 тыс. рублей.

Принцип работы

Независимо от уровня автоматизации система управления скважинным насосом работает по общему принципу. Она включает агрегат при замыкании контактов реле давления. Устройство настраивается на два параметра: верхний передел, при котором насос отключается, и нижний, запускающий закачивание воды в систему. Параллельно или в том же корпусе устанавливается датчик «сухого хода». Он предотвращает работу механизма без жидкости. Установка реле может не потребоваться, если насос оборудован поплавковым механизмом.

В современных системах автоматики для скважин с погружными насосами используются электронные блоки управления. Приборы не требуют монтажа гидроаккумулятора. Они функционируют на основании показателей датчиков давления, расположенных в трубопроводе.

Критерии выбора

Управляющие системы выбираются по техническим характеристикам. Их параметры должны соответствовать напорным критериям скважинного насоса и потребностям дома по водообеспечению. Если агрегат рассчитан на использование малого объема воды, достаточно установки поплавкового выключателя. Для корректной работы системы со средним водопотреблением потребуется реле давления и гидробак. Учитывается количество точек разбора жидкости и требования к напору.

Блоки управления второго и третьего поколения автоматики осуществляют эффективный контроль работы помпы, обеспечивают надежную защиту от любых перегрузок. Их рекомендуют для установки в загородных коттеджах с постоянным проживанием. Простую систему из реле и накопительного бака лучше использовать на даче. Водоснабжение в этом случае требуется только в теплый период, нет необходимости приобретения дорогостоящего оборудования.

Цена электронных и частотных блоков значительно превышает аналогичный показатель приборов первого поколения. С учетом обслуживания и ремонта высокоточных устройств немногие потребители выбирают современную автоматику. Электронные регуляторы по техническим характеристикам превосходят комплект реле и гидроаккумулятора, но стоимость делает их недоступными для массового покупателя.

Особенности монтажа и подключения

Схема подключения блока управления

Потребитель самостоятельно может выполнить монтаж поплавкового выключателя и системы контроля первого поколения. Установку электронных регуляторов и частотных преобразователей лучше доверить специалистам. Приборы контроля размещаются в отапливаемом сухом помещении. Реле давления устанавливается на пятивыводном штуцере перед входом в гидроаккумулятор. Остальные входы соединяются: с трубой от насоса, разводкой к точкам разбора, манометром. На участке между помпой и баком врезается обратный клапан.

Поплавковый механизм и защита от «сухого хода» устанавливаются на насос до его опускания в скважину. Для корректной работы блоков управления требуется установка фильтров.

Настройка

Самостоятельная настройка параметров возможна только на механическом реле давления. Она осуществляется при открытом корпусе. Внутри прибора расположены две пружины. Поворотом большей детали регулируется давление включения помпы. Ослабление и закручивание небольшой пружины изменяет разницу между верхним и нижним давлением.

Перед запуском системы рекомендуется проверить напор воздуха в гидробаке. При понижении заводских показателей необходимо подкачать его компрессором.

Преимущества и недостатки использования автоматики

Установка блоков контроля избавляет потребителей от ручного управления системой. Использование автоматических устройств имеет несколько преимуществ:

• Осуществляется полный контроль над функционированием сети водоснабжения.
• В компактном электронном блоке производители собирают все узлы автоматики.
• Использование регулятора увеличивает срок эксплуатации помпы.
• Поддержание постоянного напора обеспечивает комфортное пользование сантехническими приборами.

Для удобства потребителей блоки оснащены цифровыми дисплеями для слежения за параметрами. В случае сбоя они перезапускаются самостоятельно.

• Функционирование электронных приборов зависит от напряжения в электрической цепи.
• Блоки управления отличаются высокой стоимостью.
• Системы контроля не подходят для вибрационных насосов.
• Заводские настройки приборов не всегда подходят для конкретной сети, выполнить регулировку может только специалист.

Для потребителей основным критерием выбора остается стоимость управляющих систем. Использование автоматики первого поколения целесообразно в комплекте с недорогим насосом.

Управление насосом: автоматика

Под автоматикой в данном случае подразумевают совокупность командных реле, силовой электрической части и различные виды защит, задача которых – уберечь электродвигатель и сам прибор от выхода из строя. В этой статье мы рассмотрим системы управления насосами. Наиболее широко распространены две основные схемы управления работой насоса: по уровню рабочей среды (воды) в накопительном резервуаре и по давлению в напорном трубопроводе.

Управление насосом: контроль по уровню

Первая схема управления работой насоса применяется при работе устройства на водонапорную башню или для наполнения емкости, откуда вода к потребителю подается уже насосами второго подъема. Внутри емкостей устанавливаются специальные датчики уровня (электроды), которые с помощью реле контроля уровня отслеживают нижний (включение насоса) и верхний (отключение насоса при заполнении резервуара) уровни. Применение в данной схеме поплавковых выключателей вместо электродов менее надежно, что обусловлено их небольшим рабочим ресурсом. Обязательно предусматривается устройство аварийного слива при переполнении резервуара (сигнализации переполнения обычно не применяется). Данная схема характерна для крупных поселковых скважин, когда от одной емкости осуществляется водоснабжение целого дачного поселка, села, деревни.

Главное преимущество, которое достигается при таком подходе, – стабильный режим работы. Гидравлика постоянна: номинальный расход подается на высоту, определяемую глубиной скважины, высотой башни и дополнительно предусматривает еще 1–2 м – на излив. Один цикл соответствует по расходу полному объему башни с учетом расхода текущего водоразбора. Исключена возможность кратковременных пусков-остановов, что продлевает срок эксплуатации оборудования. Достаточно грамотно подобрать электронасос под требуемые параметры, один раз квалифицированно произвести пусконаладку, и стабильная работа системы обеспечена.

Управление насосом: контроль по давлению

По второй схеме насос управляется командами от реле давления, установленного на трубопроводе. На самом реле настраиваются два параметра: давление включения насоса и давление, при котором он должен отключиться. Данная схема управления насосом характерна для индивидуальных скважин и обычно используется вместе с мембранными баками, предназначенными для поддержания необходимого избыточного давления в сети, компенсации гидравлических ударов и малых расходов. Чрезвычайно важно произвести правильную настройку реле в соответствии с характеристиками устройства и объемом мембранного бака. Чтобы насос не включался слишком часто, заданный предел давлений должен лежать в средней зоне рабочей характеристики. Гистерезис значений выбирается в диапазоне 1,2–2,5 бар с учетом данных о максимально допустимом количестве включений в определенный период времени.

Реле давления, применяющиеся в этой схеме, можно условно разделить на бытовые и промышленные. Первые, реле MDR фирмы Condor, XMP (Telemecanique) и др., имеют мощные контактные группы, способные выдерживать ток до 16 А, но не оборудованы шкалой настройки с указанием регулируемого диапазона давлений. Настройка таких реле производится с помощью манометра. Преимуществами реле данного типа являются их относительная дешевизна и возможность применения в силовых цепях (непосредственно для управления насосом). Недостатками – невысокая точность настройки и небольшой рабочий ресурс – вследствие влияния больших пусковых токов. Промышленные реле, FF4 фирмы Condor и KPI (Danfoss), отличаются повышенной точностью и надежностью, но имеют слаботочные контакты и требуют организации коммутации через внешний пускатель. Тип реле влияет на выбор дальнейшей электрической схемы и системы автоматики.

При использовании бытовых устройств достаточно напрямую подключить насос через его контактные группы к сети. Простота и дешевизна данного варианта привлекают многих покупателей, однако иных преимуществ это не дает. Более того, подобная экономия средств влечет за собой дополнительные затраты в процессе эксплуатации на замену преждевременно вышедшего из строя реле (подгорели или окислились контакты). Сам пользователь, поставив новое реле, вряд ли сможет восстановить прежние настройки и проверить режим работы, что, в худшем случае, может привести к отказу устройства. Известная поговорка «скупой платит дважды» здесь не работает: заплатить при поломке насоса придется трижды – за подъем прибора, ремонт и, в третий раз, за опускание его в скважину и ввод в эксплуатацию. Для работы насоса с промышленным реле необходимы промежуточные устройства (различные варианты шкафов управления с устройствами дополнительной защиты или без них).

Защита насоса

Как показывает практика, основными причинами выхода скважинного насоса из строя являются работа при повышенном или пониженном напряжении питания в электрической сети, перегрузка электродвигателя и работа в режиме «сухого» хода, т.е. без воды. Любой европейский производитель указывает в технической документации требования по питающему напряжению (в Европе стандартно это 1×230 или 3×400 В) и допустимые отклонения относительно номинала.

Радикальный способ обеспечить качественное электропитание насоса – это применение стабилизаторов переменного напряжения соответствующей мощности, что затратно. Чаще всего в систему автоматики управления наососм устанавливают реле контроля напряжения. Данная автоматизация устройства отключает насос при падении напряжения и перенапряжении, а также могут контролировать последовательность и асимметрию фаз (для трехфазных двигателей). Наличие в реле временной задержки по включению обеспечивает защиту от частых скачков напряжения в сети.

Защита электродвигателя от перегрузки осуществляется с помощью тепловых токовых реле, отключающих его при достижении установленного значения тока. Очень важно, чтобы диапазон настройки токового реле соответствовал номинальному току насоса.

Защита насоса от «сухого» хода может осуществляться двумя способами: непосредственно – по уровню воды в скважине с помощью датчиков (электродов) или поплавков и косвенно – по значению тока или сдвигу фаз тока и напряжения электродвигателя с помощью специальных реле. В некоторых двигателях, MS 3 насосов SQ фирмы Grundfos, этот элемент защиты уже стандартно встроен. Недостатком косвенной защиты является именно ее «вторичность»: реле срабатывает только тогда, когда проточная часть и подшипники уже остались без воды, смазывающей и охлаждающей их. В случае, если производительность устойства превышает дебет самой скважины, подобная ситуация может возникать несколько раз в сутки, что негативно сказывается на его сроке службы. В этой ситуации настоятельно рекомендуется использовать электродное реле контроля уровня, которое позволяет отключить насос еще до возникновения аварийной ситуации.

В зависимости от конкретной ситуации для управления и защиты скважинным насосом могут использоваться различные комбинации и типы защитных устройств, выпускаемых как самими заводами-изготовителями насосного оборудования, так и другими производителями. Рассмотрим предлагаемые на сегодня на рынке изделия.

Устройства для управления насосом

Условно их можно разделить на три группы: пускозащитные устройства, собранные на базе печатных плат – QA/50B, QA/60C фирмы Maniero, SK-701 компании Wilo и др.; блоки управления на релейной технике – SK 277 (Wilo), «Гидромат» H110-H311 («Гидроланс») и т.п.; системы управления на базе микропроцессорных устройств – SPCU3 (Control) MP204-S (Grundfos), SK-712 (Wilo) или аналогичные.

Устройства на базе печатных плат являются функционально и конструктивно законченными изделиями и требуют подключения внешнего устройства – собственно насоса часто через пускатель и передающие датчики (уровня, реле давления и т.д.). Они отличаются большим набором контролируемых параметров и функций (тепловая токовая защита, защита от скачков напряжения, контроль «сухого» хода с помощью электродов и по нагрузке электродвигателя и т.п.), которые не всегда используют. Благодаря законченности изменить логику работы прибора практически невозможно. В некоторых устройствах отсутствует возможность изменения значений срабатывания по определенным параметрам. В случае выхода платы из строя требуется ее замена целиком, что сопоставимо со стоимостью нового прибора.

Спектр представленных на рынке устройств на релейной технике достаточно широк – от самых простых, SQSK (Grundfos), до шкафов управления несколькими насосами, изготавливаемых непосредственно по требованиям конкретного заказчика. Модуль SQSK представляет собой обычный пускатель в пластиковом корпусе. Его функция – только коммутация реле давления при токе не более 4 А. Практически этот блок защищает больше не сам насос, а реле давления. Отсутствует сигнализация состояния или настроек. Требуется установка внешнего защитного автомата.

Блок управления и защиты Н110 производства компании «Гидроланс» имеет пластиковый водонепроницаемый корпус размерами 310×230×130 мм, с откидывающейся съемной прозрачной крышкой, класс защиты IP65, герметичные кабельные вводы для подключения. В состав модуля входит контактор с настраиваемым реле тепловой токовой защиты, устройство контроля напряжения со встроенным цифровым вольтметром, показывающим значение питающего напряжения, лампы сигнализации режимов работы, защитный автомат для внутренней цепи управления, двухпозиционный выключатель режима «Вкл./Выкл.».

В качестве опции блок может быть оснащен одним или двумя реле контроля уровня RM4LG фирмы Schneider Electric и клеммами для подключения электродов. Аппаратная «начинка» устройства обеспечивает защиту от всех основных опасностей для скважинного насоса: при работе с перегрузкой срабатывает токовая защита; при просадке или скачке напряжения питания реле контроля размыкает цепь управления и не дает насосу включаться, пока напряжение не нормализуется; при восстановлении питания перезапуск производится автоматически. Цифровой вольтметр показывает действующее напряжение, сигнализирует о причине сбоя, что удобно для конечного потребителя.

Преимуществами приборов данного типа, , как следует из комментариев и отзывов, являются их относительная простота и надежность, возможность быстрой модернизации и переделки для нестандартных применений, в случае выхода из строя какой-то детали меняется только отказавшая деталь.

Устройства управления и защиты скважинных насосов на базе микропроцессорных контроллеров – самые сложные. Они позволяют контролировать такие параметры работы насоса, как величина сопротивления изоляции, температура электродвигателя, фазовая асимметрия и последовательность чередования фаз, защищают насос от повышенного и пониженного напряжения, перегрузки и «сухого» хода, позволяют вести учет времени работы насоса и количества потребляемой электроэнергии. Существует возможность связи и контроля работы насоса через стандартные интерфейсы с модемом или компьютером. Это самые дорогостоящие приборы, и применять их рекомендуется с насосами большой мощности и производительности, когда стоимость возможного ремонта насоса может намного превысить стоимость самой автоматики. Настройка, запуск и ввод в эксплуатацию вышеуказанных устройств без специалистов практически невозможны.

В случае применения в системах управления частотных преобразователей необходимо учитывать минимальную частоту вращения электродвигателя. Эта характеристика указывается в технической документации к насосу и составляет обычно 20–30 % номинала. В случае несоблюдения данного требования существует большая вероятность, что произойдет выход из строя упорного подшипника электродвигателя насоса.

Кроме всего вышесказанного, отдельное внимание необходимо уделить классу выбираемой системы управления по пыле и влагозащищенности в зависимости от места установки (см. ГОСТ Р 51321.1-2000 «Устройства комплектные низковольтные распределения и управления»).

“АКВА-ТЕРМ” № 3 (37) 2007

Больше о способах управлять этими устройствами читайте на нашем сайте.

Схемы монтажа и принцип работы автоматики для скважинных насосов

Насос — сердце системы, автоматика — ее мозг. Самостоятельно запуск не случится: либо это придется делать лично, либо переложить заботу на умные устройства. Что касается установки простейшей автоматики своими руками, сложного в этом ничего нет: составляющие есть в продаже, к ним прилагаются инструкции — остается смонтировать автоматику для скважинного насоса по схеме, то есть банально соединить детали.

Содержание

• Принцип работы автоматики для скважинных насосов
  • Первое поколение автоматики
  • Второе поколение автоматики
  • Третье поколение автоматики
• Установка автоматики для скважинного насоса
• Выбор автоматики для насоса

Принцип работы автоматики для скважинных насосов ↑

Если наружный насос можно включить самому, полить огород, наполнить бочку и выключить, со скважинным иначе: установка автоматики необходима — это этап обустройства скважины. Приборы не покупают заранее, а выбирают вместе с насосом: нужно знать, какие защитные схемы уже интегрированы в оборудование (защита от сухого хода, перегрева в современных моделях уже есть; как правило, прилагается поплавок).

Схема установки автоматики для скважинного насоса

Как всякая электроника, автоматика бывает нескольких поколений (пока трех), но принцип ее работы одинаков. Поколение выбирают, отталкиваясь от задач. Простейшая автоматика обеспечивает своевременное включение/отключение оборудования в зависимости от давления в накопительном баке и аварийное отключение (при недостатке воды в источнике). Современные электронные устройства не только защищают насос, контролируют его запуск, но и оптимизируют работу всей системы, обходящейся без гидроаккумулятора.

Первое поколение автоматики ↑

Первое поколение автоматики — простейшие устройства, которые автоматизируют подачу воды и защищают скважинный насос:

• блокиратор сухого хода,
• выключатель-поплавок,
• реле давления.

Блокиратор сухого хода прост: если нет жидкости, он отключает оборудование. Почти ту же роль играет поплавок, реагирующий на снижение уровня воды. Устройства простейшие, но насос защищают хорошо.

Защита от сухого хода, подключаемая к реле

Реле давления устанавливают на накопительный бак (без него автоматика I поколения не имеет смысла). Реле бывают уже с манометром (если нет, то манометр тоже понадобится).

Гидроаккумулятор — составляющая насосной станции. Именно в нем нагнетают требуемое давление, распространяемое на всю систему. За уровнем давления следит реле.

Принцип прост. При открытии крана:

• вода уходит из бака,
• давление снижается,
• реле запускает насос,
• вода поступает в бак и давление повышается,
• при достижении заданного значения реле отключает оборудование.

При настройке реле задают два пороговых значения — минимальное и максимальное. Как только давление достигает минимума, реле включает насос, при наборе максимума — отключает.

Первое поколение автоматики в основном используют в обустройстве неглубоких скважин. С большой глубиной все серьезнее.

Второе поколение автоматики ↑

Блок управления II поколения — электронное устройство, принимающее сигналы от датчиков, отдающее соответствующие команды. Датчики автоматики устанавливают на скважинном насосе и в трубопроводе, что дает возможность исключить из системы накопительный бак.

Система работает в режиме реального времени. При открытии крана:

• вода уходит из трубопровода;
• давление снижается;
• датчик регистрирует падение уровня, отсылает информацию на микросхему;
• блок управления включает насос;
• вода поступает в трубопровод;
• при достижении максимального давления датчик дает сигнал на микросхему;
• блок отключает оборудование.

Хотя система совершеннее, принцип ее работы тот же: достижение минимального уровня давления — включение насоса, достижение максимального — отключение.

Помимо традиционного набора функций автоматику II поколения снабжают следующими опциями:

• температурный контроль,
• аварийное выключение,
• блокировка сухого хода (не нужна, если есть в насосе),
• отслеживание уровня жидкости,
• рестарт.

Если простейшая автоматика дешевая, то здесь уже цены повышаются, и это вполне можно отнести к минусам (дороже I, но не дотягивает до III поколения, что несколько снижает целесообразность приобретения БУ из-за одного лишь отказа от гидроаккумулятора).

Блок управления

Третье поколение автоматики ↑

Из устройств III поколения собирают мощные, надежные, энергоэффективные системы автоматики для скважинных насосов. Несмотря на сохранение основополагающего принципа, разница между традиционными простейшими и современными приборами солидная. Солидна и стоимость последних, но вложенные средства они отрабатывает на все 100 %, в том числе значительно увеличивая срок службы насоса и создавая серьезную экономию энергии за счет тонкой настройки.

Скважинные насосы оснащают стандартными двигателями. При включении они начинают качать воду на полную мощь, потребляя указанный максимум электроэнергии. Своими руками отрегулировать двигатель нереально, поскольку наблюдается постоянная разность значений: требуется разное количество воды, зависящее от забора — каждый раз перенастраивать скважинный насос (находящийся на глубине) не представляется возможным. Автоматика III поколения выполняет эту функцию легко — на двигатель подается ровно столько энергии, сколько потребуется для достижения заданного давления: для восполнения небольшого расхода система включает оборудование на малых оборотах.

Схема установки блока управления (срезать ватермарку)

Помимо тонкой регулировки напряжения, подаваемого на двигатель, автоматика III поколения оснащена всеми стандартными опциями и расширенными защитными: предохраняет прибор от перепадов напряжения, перегрева, сухого хода и прочее. Систему можно настроить на работу в различных режимах, что позволяет организовать водоснабжение по нестандартной, но оптимальной для конкретного дома схеме, изобилующей нюансами. Накопительный бак не требуется: датчики устанавливают непосредственно в трубопроводе, оборудовании и других местах. Получаемые с датчиков данные обрабатывает блок управления.

Установка автоматики для скважинного насоса ↑

Простейшую автоматику для скважинного насоса вполне можно установить своими руками: монтаж сложностей не вызывает. Поплавок, блокиратор сухого хода в основном уже есть в приборах (если блокиратора нет, его можно установить).

Схема установки реле давления

Дополнительно приобрести нужно только гидроаккумулятор, реле давления, обратный клапан, предотвращающий потерю давления за счет оттока жидкости. Реле устанавливают на бак или на разводной коллектор. На трубу, по которой вода поступает в гидроаккумулятор, также монтируют очистные фильтры. Обратный клапан ставят на насос (чаще всего).

Подключение сводится к простым действиям:

1. Сборка системы.
2. Установка гидроаккумулятора.
3. Монтаж реле давления.
4. Подача питания (если нужно).
5. Настройка верхнего порогового значения давления (путем вращения гайки).
6. Настройка нижнего порогового значения давления.
7. Пуско-наладка: тест и при необходимости дополнительная настройка.

Давление в гидроаккумуляторе накачивают простым насосом. В этом и состоит роль человека (больше ничего не требуется — далее система работает сама).

Установку автоматики II и III поколений своими руками проводить не рекомендуется. Тонкая настройка блока управления, правильное размещение датчиков — сфера деятельности специалистов. Устройства сложные, требуют специфических знаний и навыков. Лучше один раз оплатить монтаж автоматики, чем своими руками вывести из строя дорогостоящий электронный блок управления. Что касается выбора, то надо брать либо первое, либо третье поколение: установка устройств второго как оборудование скважины автоматикой не выглядит целесообразной.

Выбор автоматики для насоса ↑

Автоклав. Виды и устройство. Работа и как пользоваться. Особенности

Автоклав – это специализированный аппарат, предназначенный для осуществления нагрева веществ при высоком давлении. Создаваемые в нем условия позволяют сдвинуть точку кипения жидкости вверх, обеспечив более высокотемпературную обработку.

Где используется автоклав

Сфера применения данного оборудования весьма обширна. Оно является часто встречаемым в различных отраслях промышленности:

• Пищевая.
• Фармакологическая.
• Химическая.
• Военная.

Наиболее распространены автоклавы в пищевой промышленности, где они используются для проведения температурной обработки законсервированных продуктов. Все предлагаемые в продаже рыбные консервы и тушенка прошли обработку в автоклаве, благодаря чему приобрели характерную степень готовности. В фармакологической промышленности данное оборудование позволяет подготавливать компоненты медикаментов, создавая такие условия, в которых осуществляются оптимальные химические реакции и полная стерилизация. С помощью автоклавов изготовляются аграрные удобрения. В химической промышленности применяются аппараты большой вместимости, сырье для обработки в которые завозиться вагонетками.

Особая разновидность автоклавов нашла широкое применение в медицине. С помощью данного оборудования осуществляется стерилизация медицинского инструмента. Это более эффективно, чем можно достигнуть путем обыкновенного кипячения.

Принцип работы автоклава

Устройство работает на основании давно известных законов физики. Любая жидкость имеет свою точку кипения, при достижении которой дальнейший разогрев невозможен. Жидкое вещество начинает переходить в пар. В случае с водой кипение происходит при температуре 100°С. Активизация образования пара может начаться еще на 90°С. При длительном кипячении воды она полностью испарится.

Автоклав представляет собой закрытую емкость, в которой осуществляется нагнетание давления. Как следствие при достижении температура в 100°С интенсивное выделение пара не происходит, поэтому жидкость может прогреться еще больше. Система саморегулируется. То небольшое количество пара, которое получается, способствует увеличению давления, тем самым создавая еще более мощный останавливающий эффект газообразования для жидкого вещества.

Благодаря тому, что удается достигнуть температуры выше 100°С, в таких условиях осуществляется более качественное уничтожение вредоносных бактерий. Также проводятся химические реакции, которые в обыкновенных условиях невозможны.

Устройство пищевого автоклава

Широкое распространение нашел бытовой автоклав, который применяется для готовки домашних консервов. Данное оборудование можно встретить в заводском и самодельном исполнении.

Всего различают 2 принципиально отличающихся между собой вида автоклавов:

1. Обыкновенные.
2. Электрические.

Кроме конструктивных особенностей оборудование отличается между собой по вместительности. Она обычно измеряется в количестве банок, которые можно поместить в емкости прибора. Этот показатель указывается в количестве банок объемом 1 л и 0,5 л.

Обыкновенные автоклавы

Такое устройство представляет собой емкость выполненную из толстостенного металла с плотной крышкой, которую можно затягивать болтами или специальным винтом. Между крышкой и горловиной корпуса автоклава имеется термостойкая прокладка.

В устройстве размещается дополнительное оборудование:

• Термометр.
• Манометр.
• Автоматический клапан сброса давления.
• Ниппель от автомобильной шины.

Принцип использования устройства предусматривает установку в емкости нескольких банок с закатанными жестяными крышками продуктами. Их количество варьируется в зависимости от вместительности бачка. После этого все заливаются водой таким образом, чтобы ее уровень находился на 2 см выше крышки верхней банки. Далее осуществляется герметизация автоклава. На него устанавливается крышка с прокладкой и плотно притягивается к корпусу. Для этого на горловине предусматриваются различные зажимные приспособления. Это могут быть проушины, выступающие в качестве упора, или отверстия с резьбой для вкручивания болтов. При наличии проушин на крышке автоклава имеется специальный винт для зажима.

После проведения полной герметизации осуществляется искусственное нагнетание давления. Для этого через ниппель подсоединяется автомобильный или велосипедный насос, применяемый для накачки шин. С его помощью в автоклав заканчивается воздух обычно до давления 1,5 атм. После этого в специальное посадочное гнездо на крышке заливается несколько миллилитров машинного масла. Оно используется в качестве неиспаряемого теплопроводника. В полученную ванну опускается термометр для жидкости, шкала которого позволяет контролировать температуру свыше 140-150°С.

Устройство устанавливается на газовую или электрическую плиту. После этого включается конфорка и осуществляется поднятие температуры. Постепенно содержимое автоклава разогревается. Все доводится до температуры свыше 120°С. После этого ориентируясь по термометру осуществляется ручной контроль интенсивности нагрева. В случае допущения ошибки, имеющийся на крышке клапан сброса давления выпустит лишний воздух и пар, чтобы предотвратить разрыв стеклянных банок и самой емкости.

Для предотвращения несчастных случаев рекомендовано помимо использования автоматического клапана также иметь на крышке автоклава манометр для самостоятельного визуального контроля за давлением. Если изначально с помощью насоса оно поднимается до уровня 1,5 атм., то при нагреве значительно увеличивается. Предельный уровень давления указывается в паспорте устройства и обычно составляет 3-7 атм. Если будет наблюдаться превышение рекомендуемой нормы и клапан не сработает, нужно отключить нагрев и произвести экстренный сброс давления вручную через ниппель для закачки воздуха.

Электрические автоклавы

В случае же с электрическими устройствами выполнение обработки пищи осуществляется намного легче. Они имеют практически аналогичное строение с обыкновенным автоклавом, но оснащены дополнительными приспособлениями:

• Электрическим нагревателем.
• Автоматическим терморегулятором.

Наличие электрического нагревателя в виде тэна позволяет отказаться от необходимости поднимать тяжелый автоклав на высокую плиту. Достаточно просто включить устройство в розетку, тем самым осуществляя нагрев жидкости и банок с консервацией. Более совершенные приборы обыкновенно имеют в своей конструкции терморегулятор. Его датчик фиксирует температуру и при надобности отключает тэн. Это исключает необходимость постоянно контролировать интенсивность нагрева.

Такие автоклавы работают практически полностью автоматически. Стоит отметить, что даже производители данного оборудования рекомендуют периодически проводить контроль температуры вручную, ориентируясь по термометру. Подавляющее большинство электрических терморегуляторов, которые ставятся на автоклавы, имеют небольшую погрешность. Как следствие ее нужно компенсировать. Для этого следует провести сравнение между той температурой, которая поставлена на терморегуляторе, и реальными показаниями термометра. Если фактическая температура ниже, чем установленная в настройках регулятора, то необходимо добавить эти несколько градусов. В случае, когда тэн греет больше, на терморегуляторе следует убрать пару делений. После этого ориентируясь по термометру нужно проверить, стали ли условия идеальными.

Как правильно выбрать автоклав для домашнего консервирования

Зачем нужен автоклав?

Это именно то чудо-устройство, в котором вы сможете быстро и качественно приготовить мясные, рыбные и овощные консервы, замариновать грибы, закатать соки и компоты без длительной варки и трудоемкой стерилизации. По сравнению с традиционными способами консервирования, автоклав позволяет более чем в два раза сократить время заготовки продуктов, а интенсивный режим обработки уничтожает все болезнетворные микроорганизмы и бактерии. Настоящий консервный минизавод на вашей кухне!

Заманчиво? Не то слово! Вы просто закладываете в банку сырые продукты, нагреваете их в герметично закрытом автоклаве до 120 °С и выдерживаете под давлением необходимое время. И продукт готов!

Осталось только разобраться, какой аппарат подойдет именно вам, ведь автоклав покупается не на один год и должен стать вам настоящим помощником.

Критерии выбора автоклава

Итак, начнем выбирать.

В первую очередь определитесь с объемом. В качестве ориентира возьмите аппараты объемом 20-30 литров. Из домашних бытовых самый популярный, самый ходовой автоклав ёмкостью на 27 литров — средний размер, рассчитан на 14 банок по 0,7 литра и на 10 банок по 1 литру. И кроме того, даже самый большой автоклав необязательно заполнять полностью. Вы можете загружать от 1 баночки и спокойно консервировать.

Обратите внимание на материал бака автоклава. Они бывают из нержавеющей и углеродистой стали. Автоклавы из углеродистой стали недорогие и выполняют свое главное предназначение — консервируют как и все другие автоклавы. Их главный недостаток в том, что они боятся коррозии, и они не предназначены для прямого контакта с продуктами.

Аппараты из нержавеющей стали не дешевы, зато вечны: служат от 50 лет и больше. Такой автоклав покупается 1 раз и на всю жизнь. Автоклав из нержавейки не требует ухода и не боится коррозии. В нержавейке можно консервировать паром, и даже перегонять брагу как в самогонном аппарате. Автоклав из нержавейки и выглядит на все 100: отполированная поверхность блестит и светится.

Современные автоклавы могут нагреваться как от внешнего источника, так и от электросети. Разница в удобстве использования. Электрические модели не нужно поднимать на газовую плиту, они комплектуются терморегулятором, который поддерживает температуру, автоклав может работать и как газовый.

Практически все модели имеют двойное дно, а некоторые – и двойные стенки котла. Чем толще стенки, тем дольше автоклав сохраняет тепло. Качественные автоклавы для домашнего консервирования держат тепло 40 и более минут.

Так как приходится иметь дело с повышенной температурой и давлением, удобно, если на крышке присутствуют приборы для контроля процесса стерилизации: манометр и термометр.

Во многих семьях домашний автоклав уже прописался и помогает готовить тушенку и другие мясные, рыбные и овощные консервы, маринады, соки и компоты. По этим критериям вы легко подберете подходящую для вас модель автоклава. У нас представлен широкий ассортимент аппаратов: от простых бюджетных до продвинутых моделей, объемом от 18 до 30 литров, с корпусом из нержавеющей и углеродистой стали. Для наглядности, ниже приведена таблица.

Разновидности автоклавов для домашнего консервирования

Название	Вместимость	Материал	Нагрев	Вес	Температура	Давление	Приборы	Цена
Автоклав белорусский	18л 0,5л – 8 шт 1л – 5 шт	Углеродистая сталь	Внешний, все виды плит	12	110-120	0,4-0,45 МПа	Манометр	от 4500 р
Автоклав белорусский	24л 0,5л – 14 шт 1л – 5 шт	Углеродистая сталь	Внешний, все виды плит	13	110-120	0,4-0,45 МПа	Манометр	от 4700 р
Автоклав белорусский	30л 0,5л – 21 шт 1л – 10 шт	Углеродистая сталь	Внешний, все виды плит	18	110-120	0,4-0,45 МПа	Манометр	от 4850 р
Автоклав Беларусь Люкс	18 л 0,5 л – 7 шт 1 л – 5 шт 3 л – 1 шт	Углеродистая сталь с защитной эмалью	Внешний, газовые плиты	12	110-120	0,4-0,45 МПа	Манометр Термометр	от 6590 р
Автоклав Беларусь Люкс	24 л 0,5 л – 14 шт 1 л – 5 шт 3 л – 1 шт	Углеродистая сталь с защитной эмалью	Внешний, газовые плиты	13	110-120	0,4-0,45 МПа	Манометр Термометр	от 7190 р
Автоклав Беларусь Люкс	30 л 0,5 л – 21 шт 1 л – 10 шт 3 л – 2 шт	Углеродистая сталь с защитной эмалью	Внешний, газовые плиты	18	110-120	0,4-0,45 МПа	Манометр Термометр	от 7990 р
Домашний погребок	22л 0,5л – 12 шт 1л – 9 шт	Нерж.сталь	Внешний, все виды плит	7,5	108-113	0,6-1.0 атм	Термометр, манометр	от 9990 р
Fansel	23л 0,5л – 12 шт	Нерж.сталь	Внешний, все виды плит	11	110-120	0,4 МПа	Манометр	от 12490 р
Автоклав Hanhi	20л 0,5л – 15 шт	Нерж.сталь	Внешний, все виды плит	12	110-120	1,5 атм	Термометр, манометр	от 10990
Автоклав Дымка	20л 0,5л – 15 шт 1л – 6 шт	Нерж.сталь	Внешний, все виды плит	11	110-120	0,4-0,45 МПа	Термометр, манометр	от 11390 р
Автоклав Bravo	22л 0,5 л – 12шт 1 л – 6 шт	Нерж.сталь	Внешний, все виды плит	9 кг	110-120	1-1,5 атм	Термометр, манометр	от 9990 р

Цены на домашние автоклавы

В зависимости от набора функций и возможностей, цена на автоклав может сильно разниться: от 4 до 15 тысяч, как вы могли заметить выше в таблице.

На цену домашнего автоклава влияет:

Автоклав из углеродистой стали значительно дешевле аппарата из нержавеющей стали. Обратной стороной является довольно короткий срок службы. А автоклав из нержавейки, напротив, практически вечен.

наличие дополнительных аксессуаров

Современный автоклав должен быть оборудован термометром и манометром, иметь клапан сброса давления и кассеты, в которые крепятся банки с продуктом перед консервированием.

Это увеличивает цену аппарата, зато пользоваться им становится удобнее, да и шансы получить на выходе некачественную тушенку и консервы сводятся к нулю. Если правильно пользоваться автоклавом, разумеется.

Видео: как выбрать автоклав

Отзывы о домашнем автоклаве

Вот что пишет Давыдов Алексей Владимирович, который пользуется домашним автоклавом несколько месяцев:

«Заказал в конце ноября, доставили компанией DPD ну просто очень быстро (в г. Самара за 3 дня) качество сразу было видно, порадовала толщина стенок и дна. Ну мы с супругой сразу купили 3,5 кг. говядины и 3,6 кг. свинины. Нарезал кусками 2,5-3 см на 4,5-6 см мясо, равномерно распределили куски по степени жирности в банки (сначала 3 горошинки перца и 1 лист лаврового листа) соль из расчета на массу мяса 1,5% (на 1 кг мяса 15 г соли) перемешал мясо и заложил в банки 0,5 литра, по 450-460 г. на банку. Получилось как раз 15 банок. Поставил в кассеты, затянул и в автоклав. Воды налил до верха 1,5-2 см и на газ. 2,5 часа грелся до 120 градусов, подержал 20мин. и выключил. А утром уже остывший до 40 градусов автоклав открыл и достал продукт)))) остудил и вечером открыл первую баночку))) Вот это был восторг от вкуса. Жена у меня потом и щи варила и макароны по-флотски и с рисом и с гречкой и т.д. Очень доволен покупкой. Советую людям, которым не всё равно что кушать))))»

Где купить автоклав

Вы можете выбрать автоклав и заказать в нашем интернет-магазине, по бесплатному телефону 8(800)500-27-56 или заказать обратный звонок. Наш менеджер свяжется с вами для уточнения деталей заказа, и вы сможете приступить к покорению новых кулинарных вершин с вашим новым кухонным «помощником»!

Подробнее о том, как можно купить автоклав в вашем городе:

• Москве
• Санкт-Петербурге
• Екатеринбурге
• Архангельске
• Астрахани
• Барнауле
• Брянске
• Вологде
• Воронеже
• Волгограде
• Владивостоке
• Владимире
• Ижевске
• Иркутске
• Йошкар-Оле
• Казани
• Калининграде
• Кемерово
• Кирове
• Краснодаре
• Красноярске
• Липецке
• Мурманске
• Нижнем Новгороде
• Нижнем Тагиле
• Новороссийске
• Новосибирске
• Омске
• Оренбурге
• Перми
• Рязани
• Ростове-на-Дону
• Саранске
• Саратове
• Самаре
• Симферополе
• Севастополе
• Смоленске
• Сочи
• Ставрополе
• Твери
• Туле
• Тюмени
• Тольятти
• Томске
• Уфе
• Хабаровске
• Челябинске
• Чите
• Ярославле

Автоклав

Автокла́в — аппарат для проведения различных процессов при нагреве и под давлением выше атмосферного. В этих условиях достигается ускорение реакции и увеличение выхода продукта. При использовании в химии или для проведения химических реакций используют название химический реактор. При использовании в медицине для стерилизации при высоком давлении и температуре — только автоклав. В случае, если стерилизация проводится при высокой температуре, но без давления, используют термин стерилизатор или сушильный шкаф. Был изобретён Дени Папеном в 1679 году. Автоклав – Реактор для гидротермального синтеза [1]. Представляет собой цилиндрический горизонтальный сварной сосуд, герметически закрываемый сферическими крышками. Диаметр автоклава 2–3,6 м, длина 19–40 м.

Содержание

Разновидности автоклавов

Автоклавы бывают: вращающиеся, качающиеся, горизонтальные, вертикальные и колонные. Автоклав представляет собой сосуд либо замкнутый, либо с открывающейся крышкой. При необходимости снабжаются внутренними, наружными или выносными теплообменниками, механическими, электромагнитными, либо пневматическими перемешивающими устройствами и контрольно-измерительными приборами для измерения и регулирования давления, температуры, уровня жидкости и т. п.

Конструкция автоклавов

Конструкция и основные параметры промышленного автоклава разнообразны, ёмкость от нескольких десятков см³ до сотен м³, предназначаются для работы под давлением до 150 МН/м² (1500 кгс/см²) при температуре до 500 °C. Для химических производств перспективны бессальниковые автоклавы с экранированным электродвигателем, не требующим уплотнения. Ротор этого электродвигателя насажен непосредственно на вал мешалки и накрыт герметичным тонкостенным экраном из немагнитного материала, не препятствующего проникновению магнитных силовых линий от статора электродвигателя к ротору. При производстве строительных материалов применяют туннельные или тупиковые автоклавы. Внешне они представляют из себя трубу 3—6 м в диаметре и 15—20 м в длину, закрываемую крышкой с байонетным затвором (тупиковые с одной стороны, туннельные с 2-х сторон). Вдоль по длине автоклава расположены рельсы для вагонеток с изделиями. Автоклавы оборудованы магистралями для впуска насыщенного пара, перепуска отработанного пара в другой автоклав, выпуска пара в атмосферу или в утилизатор и для конденсатоотвода.

В пищевой промышленности используются вертикальные и горизонтальные автоклавы широкого спектра разновидностей, размеров и принципов действия. Например, в горизонтальных автоклавах для пищевой промышленности может создаваться необходимое противодавление по отношению к каждой отдельно взятой упаковке с продуктом, что позволяет проводить стерилизацию продуктов не только в жесткой таре (стеклобанка, жестебанка), но и в мягкой и полужесткой упаковке.

Применение автоклавов

Автоклавы применяются в химической промышленности (производство гербицидов, органических полупродуктов и красителей, в процессах синтеза); в гидрометаллургии (выщелачивание с последующим восстановлением из растворов цветных и драгоценных металлов, редких элементов); в резиновой промышленности (вулканизация технических изделий); в пищевой промышленности (стерилизация, пастеризация продуктов [в том числе консервов] [1] , приготовление пищи ); в промышленности стройматериалов. Автоклавы широко используются в медицине. Также при создании изделий из карбонового волокна, для придания им твердых форм. Рубашка автоклава защитная — устройство, предохраняющее швы и основной материал корпуса реактора от воздействия теплоносителя. Массовое применение автоклавы получили именно в пищевой промышленности. Современные автоклавные кулинарные системы оснащены многоступенчатыми механизмами защиты, специальными замками и системами автоматического отключения. На сегодняшний день для этих целей во всем мире постоянно используется около 1,5 млн. автоклавов.

Принцип работы системы в пищевой промышленности

Автоклавный способ приготовления пищи это метод приготовления продуктов в герметичном сосуде или в автоклаве, не позволяющем воздуху или жидкости покидать емкость, находящуюся под высоким давлением. Поскольку, при увеличении давления точка кипения жидкости смещается вверх, температура жидкости внутри системы может быть повышена до 100 °C. При этом жидкость не достигает точки кипения. Большинство кулинарных систем высокого давления работают при рабочем давлении в 15 psi, согласно стандарту установленному в Соединенных Штатах еще в 1917 году. При таком давлении, жидкость закипает при температуре в 125 °C. Повышенная температура позволяет приготовить продукт несоизмеримо быстрее стандартного способа.
Например, порезанная свежая капуста готовится в течение одной минуты, сохраняя всю витаминную и вкусовою гамму продукта. Свежие зеленые бобы или небольшие картофелины готовятся около пяти минут, а целая курица до 3-х килограмм – около 20 минут. Другое преимущество автоклавного способа приготовления пищи – достижение эффекта тушения и медленного кипения продукта за очень короткий срок.
Прототип первого автоклава изобрел французский физик Дени Папен в 1679 году. Сегодня небольшие установки используют альпинисты, для того чтобы вскипятить воду на больших высотах. Высоко в горах вода выкипает, не достигая температуры 100 °C, что препятствует правильному приготовлению пищи и нормальной тепловой обработке продуктов, как писал Чарльз Дарвин в «Путешествии на Бигле».
Автоклавный способ приготовления пищи считался очень взрывоопасным. Современные автоклавные кулинарные системы оснащены многоступенчатыми механизмами защиты, специальными замками и системами автоматического отключения.

Принцип работы системы

При обычных условиях нагрев воды выше точки кипения невозможен. Как только температура достигает 100 °C, вода перестает нагреваться. Это происходит из-за интенсивного испарения воды в процессе ее нагрева. Если вода кипятится долго, то она полностью переходит в пар.
Когда вода или жидкость кипятится в автоклаве, повышается точка кипения. Как только температура супа или пюре достигает 90 °C, начинается интенсивное испарение. Водяной пар, являясь, по сути, газом, создает избыточное давление в сочетании с температурой, что приводит к остановке испарения. Чем выше температура, тем выше давление в системе. Тепло, генерируемое при повышении давления, называется латентным теплом и имеет большую проникающую силу в структуру микроорганизмов, разрушая их в даже дремлющем состоянии — в спорах. Подобный процесс легко достижим при приготовлении твердых непещеристых продуктов. В случае приготовления губкообразных, пещеристых продуктов, следует выбирать систему с глубоким вакуумированием танка. Остаточное содержание кислорода может способствовать защите бактерий от разрушения, создавая термоизоляцию для их оболочек. Современные автоклавы используют фракционное вакуумирование, которое удаляет кислород в несколько циклов, обеспечивая 100% проникновение пара в процессе стерилизации и гомогенизации продукта.
Приготовление пищи автоклавным методом позволяет готовить блюда в разы быстрее, с сохранением всех питательных свойств продукта.

Давление

Приготовление пищи на пару под высоким давлением – это наиболее диетический способ приготовления продуктов. Высокое давление способствует выходу естественных натуральных соков из продукта, позволяя готовить блюда при высоких температурах в собственном соку. Приготовление при высоком давлении позволяет «восстанавливать» поврежденные ткани продуктов, упакованных в вакууме или ранее замороженных.

Супернагретый пар, образованный при высоком давлении повышенными температурами, позволяет готовить от 3 до 10 раз быстрее. Обработка высокотемпературным паром позволяет готовить без соли, с минимальным количеством масла, сахара, ароматизаторов и улучшителей вкуса, с меньшим старением и высыханием при сохранении свежести вкуса.

Питательные вещества

Приготовление под давлением позволяет сохранить все питательные элементы продуктов. Поскольку пища готовится в безвоздушной среде и очень быстро, минимальное количество витаминов, жидкости, минералов, солей вываривается в процессе кипячения.

Низкое содержание жиров

Приготовление пищи под давлением, это, по сути, процесс приготовления обезжиренной пищи. Горячий пар сцеживает жир из микроволокон продукта, выделяя его в окружающую жидкостную среду.

Обеззараживание продукта

Плесень – это грибок, который растет как шелковистые нити и появляется на продукте в виде пушка. Некоторые виды плесени выделяют микотоксины, которые опасны для здоровья. Плесень может появляться и размножаться в кислотах, которые защищают нас от бактерий. Плесень разлагает продукты на ферменты и делает их непригодными для употребления. Частично кислоты нейтрализует вредоносное действие плесени. Плесень и дрожжи разрушаются при температуре от 60-87 градусов.

Эксплуатация промышленных автоклавов

Для применения автоклавов владелец обязан обеспечить содержание сосудов в исправном состоянии и безопасные условия их работы.

В этих целях необходимо:

• назначить приказом из числа специалистов, прошедших в установленном порядке проверку знаний Правил, ответственного за исправное состояние и безопасное действие сосудов, а также ответственных за осуществление производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности при эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

• Количество ответственных лиц для осуществления производственного контроля должно определяться исходя из расчета времени, необходимого для своевременного и качественного выполнения обязанностей, возложенных на указанных лиц должностным положением. Приказом по организации могут быть назначены специалисты, ответственные за исправное состояние сосудов и ответственные за их безопасную эксплуатацию;
• назначить необходимое количество лиц обслуживающего персонала, обученного и имеющего удостоверения на право обслуживания сосудов, а также установить такой порядок, чтобы персонал, на который возложены обязанности по обслуживанию сосудов, вел тщательное наблюдение за порученным ему оборудованием путем его осмотра, проверки действия арматуры, КИП, предохранительных и блокировочных устройств и поддержания сосудов в исправном состоянии. Результаты осмотра и проверки должны записываться в сменный журнал;
• обеспечить проведение технических освидетельствований, диагностики сосудов в установленные сроки;
• обеспечить порядок и периодичность проверки знаний руководящими работниками и специалистами Правил;
• организовать периодическую проверку знаний персоналом инструкций по режиму работы и безопасному обслуживанию сосудов;
• обеспечить специалистов Правилами и руководящими указаниями по безопасной эксплуатации сосудов, а персонал – инструкциями;
• обеспечить выполнение специалистами Правил, а обслуживающим персоналом – инструкций.

В организации, эксплуатирующей автоклавы, должны быть разработаны и утверждены инструкции для ответственного за исправное состояние и безопасную эксплуатацию сосудов и ответственного за осуществление производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности при эксплуатации сосудов.

При эксплуатации автоклавов следует руководствоваться нормативными документами, ежегодно утверждаемого Госгортехнадзором России Перечня действующих нормативных документов Госгортехнадзора России.

Проектирование, производство, эксплуатация промышленных автоклавов

На территории Российской федерации устанавливают требования к проектированию, устройству, изготовлению, реконструкции, наладке, монтажу, ремонту, техническому диагностированию и эксплуатации автоклавов “ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ” ПБ 03-576-03

Ответственность за нарушение ПБ 03-576-03 Правила обязательны для исполнения всеми должностными лицами, специалистами, работниками, занятыми проектированием, изготовлением, реконструкцией, монтажом, наладкой, ремонтом, техническим диагностированием и эксплуатацией сосудов. Лица, допустившие нарушение настоящих Правил, несут ответственность в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации.

Автоклавы для стерилизации и консервирования еды

Это статья носит информационный характер. Мы не изготавливаем и не реализуем автоклавы!

Автоклав (от греческого αὐτός – сам и латинского clavis – запор, задвижка) – герметичный аппарат, который предназначен для обработки продукции, сырья и изделий при нагревании под высоким давлением.

Автоклав для стерилизации. Источник: kz.tradechina.com

Применение

Автоклавы используются в:

• биологии
• медицине
• для научных исследований
• в производстве стройматериалов
• в резиновой и химической промышленности
• в металлургии
• в пищевой промышленности.

В пищевой промышленности автоклавы применяются для стерилизации и пастеризации продуктов, а также при производстве консервов: тушеного мяса , рыбных, мясорастительных, овощных и фруктовых заготовок.

История создания автоклава

-> Все началось еще в 17-м веке. Прообразом автоклава считают паровой герметичный котел, в котором при варке мяса использовалось давление, полученное при нагревании. Его изобрел французский физик Дени Папен в 1679 году.

Варочный котел Папена. Источник: ru.wikipedia.org

-> В 1809 году Николя Аппер придумал особый способ консервирования продуктов в герметичных банках с использованием высокой температуры. Подробно про историю создания консервов можно почитать здесь . Этот способ стал прародителем современных автоклавов.

-> В 1879 году Шарль Шамберлен изобрел первый настоящий автоклав – герметичное устройство, в котором при нагревании создавалось необходимое давление. Правда он использовал свое устройство только в химических экспериментах и в медицине для стерилизации инструментов.

-> В 1953 году появился первый промышленный текстильный автоклав, созданный французской компанией Lagarde.

-> В 1972 году эта же компания разработала первый автоклав для стерилизации продуктов.

-> В 80-х годах появились автоклавы для домашнего консервирования.

-> Первые автоклавы для консервирования продуктов были электрические, позже появились газовые.

-> В России первый автоклав для консервирования появился в 1991 году в Тольяти.

Устройство автоклава

Вертикальный автоклав для стерилизации стеклянной тары. Устройство. Источник: tehpribory.ru

В общем виде автоклав состоит из:

• загрузочной камеры
• герметично закрывающейся крышки с запорными механизмами
• ниппеля (вентиля) для нагнетания давления
• клапана для сброса избыточного давления
• термометра
• манометра
• сливного отверстия и т.д.

Также автоклав может быть снабжен:

• перемешивателями (механическими, пневматическими или электромагнитными)
• защитными системами
• электродвигателями
• теплообменниками (внутренними, наружными или выносными)
• системами автоматического управления и т.д.

Принцип работы

Принцип работы автоклава заключается в нагревании воды до температуры свыше 100 градусов. В обычных условиях этого не достичь, т.к. при достижении такой температуры вода не нагревается дальше, а просто испаряется.

Посмотрите видео о процессе стерилизации продуктов в автоклаве

В автоклаве происходит следующее:

1. Когда вода достигает температуры 90 градусов, она начинает испаряться, но т.к. устройство герметичное, пар не выходит наружу.
2. В результате преобразования влаги в газ создается избыточное давление. В какой-то момент испарение останавливается.
3. С увеличением давления внутри сосуда повышается и температура воды (до 500 градусов в некоторых автоклавах).
4. При температуре от 120 градусов начинается стерилизация продуктов – уничтожение бактерий и грибков.

Этапы стерилизации

Этапы стерилизации. Источник: teletap.org

1. Нагревание продукта до нужной температуры стерилизации.
2. Выдерживание определенного времени при температуре стерилизации.
3. Охлаждение продукции до 40 градусов (водяное или воздушное).

Время и температура, необходимые для стерилизации, зависят от объема и вида продуктов, а также от упаковки. Например, для приготовления консервированных овощей нужно меньше времени, чем на готовку рыбных и мясных блюд. Твердые вещества стерилизуются дольше, чем жидкие.

Для производства мясных консервов требуется особые условия.

Качество стерилизации тушеного мяса (говяжьей, свиной тушенки , готовых мясных блюд с гарниром и пр.) очень важно, т.к. животные белки быстро портятся.

Поэтому для приготовления тушенки в автоклавах используется принцип фракционного вакуумирования – полное удаление воздуха из продукта за несколько циклов. Вследствие тепловой стерилизации микроорганизмы, которые находятся в продукции, погибают, а новые, благодаря герметичности упаковки, не попадают. Поэтому консервы могут храниться несколько лет без холодильника.

Виды автоклавов

Автоклавы бывают замкнутые и оснащенные крышкой.

• Домашние/бытовые (как правило до 18 литров)
• Промышленные

По способу нагрева:

• Газовые (использование на газовых конфорках или открытом огне)
• Электрические (питание от электрической сети)

Газовый (слева) и электрический (справа) автоклавы. Источник: autoclav.com.ua

Оба типа автоклавов качественно стерилизуют тушенку из говядины , свинины и другие продукты. Но у каждого есть свои особенности.

Преимущества газовых автоклавов:

• более экономичны, т.к. чаще всего газ дешевле, чем электричество
• дешевле
• проще в эксплуатации

Преимущества электрических автоклавов:

• более легкие и менее объемные
• есть специальные терморегуляторы, поддерживающие необходимую температуру
• универсальные – т.е. их можно использовать и как газовые в том числе

По типу теплоносителя:

• Электрические водяные
• Паровые

Преимущество электрических водяных автоклавов – более дешевые.

Преимущества паровых автоклавов:

• В них удобно стерилизовать не только стеклянные и жестяные банки, но и реторт-еду.
• Экономия ресурсов.
• Более быстрый нагрев и охлаждение продукции.
• БОльшая степень автоматизации.

• Горизонтальные
• Вертикальные
• Качающиеся
• Вращающиеся
• Колонные

В пищевой промышленности, как правило, используют горизонтальные и вертикальные автоклавы, как статические, так и вращающиеся (например, ротационные).

Вертикальные автоклавы

Вертикальные автоклавы. Источник: elf4m.ru

• В настоящее время чаще всего используются в лабораториях и для домашней консервации. Реже – в пищевой промышленности.
• Нагрев воды производится с помощью ТЭНов, которые расположены в нижней части автоклава.
• Корзины с консервными банками загружаются сверху.

Преимущество – более компактные.

Горизонтальные автоклавы

Горизонтальный автоклав. Источник: gvp.com.ua

• Используются для промышленной консервации.
• Загрузка продукции происходит сбоку.
• Преимущества горизонтальных автоклавов по сравнению с вертикальными:
• Имеют бОльшую производительность.
• Более равномерно прогревают продукцию.
• Крышка закрывается проще, быстрее и надежнее (байонетный затвор).
• Используются для стерилизации любой упаковки, в том числе мясных консервов и другой готовой еды в реторт-упаковке.
• Есть возможность автоматизировать процесс загрузки и выгрузки корзин и контейнеров с продукцией.
• Нужно меньше времени на стерилизацию.
• Проще в эксплуатации.

Помимо традиционных автоклавов периодического действия существуют модели непрерывного действия, а также оригинальные безсеточные автоклавы, в которых продукция загружаются россыпью, без корзин и контейнеров.

Также автоклавы отличаются друг от друга в зависимости от материала (углеродистая или нержавеющая сталь), мощности, объема, степени автоматизации и т.д.

Процессы, используемые в автоклаве

Паровоздушный процесс. Источник: russiar.com

В автоклаве для стерилизации используются три основных процесса:

• пар
• вода
• погружение в воду

В каждой категории процессов существует несколько типов.

Не существует самого лучшего процесса, т.к. у каждого есть свои особенности. Какой использовать – решает производитель, в зависимости от продукции, ресурсов, упаковки и т.д.

• Паровой (старейший тип автоклавирования)
• Паровоздушный
• Водяной
• Дождевой (каскадный)
• Погружение в воду
• Полупогружение в воду

Чаще всего при производстве консервов используют дождевой и паровоздушный процессы.

Каскадный (дождевой) процесс. Источник: steriflow.com

Паровоздушный процесс (форсунчатое орошение) более эффективен для полужесткой (ламистеры) и гибкой упаковки (реторт-пакеты).

Дождевой процесс (струйное орошение) подходит как для обработки жестяной и стеклянной банки, так и для реторт-пакетов.

Каждому виду упаковки соответствуют определенные контейнеры и тип загрузки.

Реторт-упаковка. Особенности стерилизации

Реторт-пакеты обладают преимуществами перед жестяной и стеклянной тарой. Поэтому многие производители постепенно переходят на производство реторт-еды.

Про историю создания, технологию производства и преимущества реторт-пакетов подробно можно почитать здесь .

Для стерилизации реторт-пакетов применяются горизонтальные автоклавы, специальный тип корзин и элементы-разделители, чтобы пар хорошо обработал каждую упаковку.

Готовая еда стерилизованная в автоклаве

Основные преимущества реторт-упаковки:

1. Продукция стерилизуется в автоклавах непосредственно в упаковке.
2. В реторт-упаковке стерилизация проходит в несколько раз быстрее. Это способствует тому, что тушенка и другие готовые блюда получаются более вкусные и полезные.
3. Возможность использования меньшего количества соли и сахара.
   можно обойтись без консервантов, антиокислители и пр.
4. Реторт-упаковку можно нагревать до 135 градусов. Это исключает бой и деформацию при нагревании выше 120 градусов, в отличие от стекла и жести.

Это статья носит информационный характер. Мы не изготавливаем и не реализуем автоклавы!